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          大话存储，学习笔记（6章），-磁盘阵列
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        <h1 id="磁盘阵列"><a href="#磁盘阵列" class="headerlink" title="磁盘阵列"></a>磁盘阵列</h1><h2 id="JBOD"><a href="#JBOD" class="headerlink" title="JBOD"></a>JBOD</h2><p>在过去一台服务器只能放两三块盘，远远不能满足要求，所以可以把盘放到主机的外面。也就是说专门拿一个箱子，所有磁盘都放在机箱里面，而且独立电源和散热，接口方面，内部其实就是一条SCSI线缆，这就形成了<strong>磁盘柜(Just a Bound Of Disk ， JBOD)</strong>，顾名思义，实际上就是“一串磁盘”</p>
<p><img src="http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1323506-bcbb850708639578.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" alt="image.png"></p>
<h2 id="独立的外部磁盘阵列"><a href="#独立的外部磁盘阵列" class="headerlink" title="独立的外部磁盘阵列"></a>独立的外部磁盘阵列</h2><p>JBOD的内部不含RAID卡，这样，如果要调整RAID的话，还需要重启主机，影响主机里面的应用。那么最好是可以把RAID功能做到磁盘箱内部。</p>
<p>如下图所示，凡是<strong>自带RAID控制器的</strong>盘柜就叫<strong>磁盘阵列</strong>。通过外部的SCSI接口，连接到主机上端的SCSI端口。</p>
<p><img src="http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1323506-c6708875ee5d74ed.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" alt="image.png"></p>
<p>主机的SCSI控制器与盘阵SCSI控制器相比，盘阵的SCSI控制器作为Target模式，被主机SCSI控制器操控。</p>
<p>而在右边的SCSI总线上，盘阵的S2控制器作为Initiator模式，占据主动权。磁盘均为SCSI Target，受控于Initiator</p>
<h3 id="前端和后端"><a href="#前端和后端" class="headerlink" title="前端和后端"></a>前端和后端</h3><p>对盘阵来说，左边为前端，面向主机提供对外服务<br>面向自己管理的磁盘就变成了后端。也就是右边的部分。</p>
<h3 id="内部接口和外部接口"><a href="#内部接口和外部接口" class="headerlink" title="内部接口和外部接口"></a>内部接口和外部接口</h3><ul>
<li>内部接口：盘阵RAID控制器连接内部磁盘时用的接口：可以连接IDE磁盘等</li>
<li>外部接口：盘阵控制器对于主机端，提供什么接口，</li>
</ul>
<p>内外接口可以不一样，比如内部连接IDE磁盘，外部用SCSI接口连接主机。（仅限于盘阵，盘柜必须一样）</p>
<p>因为盘阵控制器是一个虚拟化引擎，可以不一致，即使内部是IDE的，也可以向主机报告有多少LUN</p>
<h3 id="多外部接口"><a href="#多外部接口" class="headerlink" title="多外部接口"></a>多外部接口</h3><p>有多个接口是为了连接多台的主机。</p>
<p>每个由盘阵RAID控制器生成的逻辑磁盘，<strong>可以通过设置只分配到其中一个口，连接到其他口的主机就不会看到这个LUN。</strong></p>
<p>也可以把一个LUN同时分配到两个口，两台主机对一个LUN写数据，容易造成数据不一致。</p>
<h3 id="关于LUN"><a href="#关于LUN" class="headerlink" title="关于LUN"></a>关于LUN</h3><p>LUN是SCSI ID的更细一级的地址号。每个SCSI ID下面可有更多的LUN ID 。</p>
<p>大型磁盘阵列有几千个虚拟磁盘，但是每条SCSI总线最多允许16个设备，所以为每个虚拟磁盘分配一个SCSI ID不够用。</p>
<p>可以在一个SCSI ID虚拟多个LUN地址，每个LUN地址对应一个虚拟磁盘。</p>
<blockquote>
<p><code>LUN</code>：硬件层次生成的虚拟磁盘统称为LUN。<br><code>卷</code>：软件生成的虚拟磁盘</p>
</blockquote>
<h2 id="双控制器磁盘阵列"><a href="#双控制器磁盘阵列" class="headerlink" title="双控制器磁盘阵列"></a>双控制器磁盘阵列</h2><p>如果控制器只有一个，则会存在单点故障，所以至少有两个控制器。双控制器需要相互通信，一般使用PCI总线进行互联。</p>
<p>而两个控制器的协同方式有两种，Active-Standby 、Dual-Active</p>
<h3 id="Active-Standby（HA）"><a href="#Active-Standby（HA）" class="headerlink" title="Active-Standby（HA）"></a>Active-Standby（HA）</h3><blockquote>
<p>HA方式：两个控制器同一时刻只有一个在工作，另一个在等待、同步和监控状态，只是在故障以后才接管。</p>
</blockquote>
<p>两控制器各占一个ID 。剩余14个ID给磁盘，</p>
<p>为了预防<code>脑分裂</code>，备份控制器在接管之前需要将<strong>主控断电或者重启</strong>，释放其总线使用权，然后接管前端和后端总线。</p>
<blockquote>
<p>主机端必须使用两个SCSI适配器分别连接到盘阵上的控制器，但是这样做，主机端必须通过某种方式感知到HA策略，并在故障发生时切换。</p>
</blockquote>
<p>对于FC盘阵来说，使用<strong>双控</strong>及主机端使用<strong>双FC适配卡</strong>非常普遍。</p>
<h3 id="Dual-Active"><a href="#Dual-Active" class="headerlink" title="Dual-Active"></a>Dual-Active</h3><blockquote>
<p>所谓Dual-active，也叫控制器双活，指的是两个控制器<strong>同时工作，对所有后端总线有通路，但是每个总线平时只被一个控制器管理，另一个不触动</strong>。<br>可以将后端一半数量的总线交由一个控制器管理，另一半交由另一个控制器管理。一旦损坏，可以立刻接管所有的总线，比Active-Standby更高效。</p>
</blockquote>
<h3 id="脑分裂Split-Brain"><a href="#脑分裂Split-Brain" class="headerlink" title="脑分裂Split Brain"></a>脑分裂Split Brain</h3><p><strong>脑裂</strong>指的是控制器之间的<strong>通路</strong>出现了问题。也就是说两个控制器其实是正常的，但是检测不到对方的 存在。所以都会尝试接管所有的总线。类似于精神分裂。</p>
<p>解决方案：<br>加入一个<code>仲裁者</code></p>
<ul>
<li>使用两个控制器都能写到的硬盘，向其写入自己的仲裁信息，如果脑分裂，就看谁在上面最后写了信息。</li>
<li>电源控制器：向电源控制器发送信号，让对方重启并进入Standby</li>
</ul>
<p>接管了总线的控制器一般会对总线上所有的磁盘进行SCSI Reserve操作，即预订操作。</p>
<p>总线上所有目标设备一旦被预订，便不再接受其他控制器的IO请求。</p>
<h2 id="连接多个扩展柜"><a href="#连接多个扩展柜" class="headerlink" title="连接多个扩展柜"></a>连接多个扩展柜</h2><p>到现在，一个盘柜里面有两个磁盘控制器、有磁盘，但是一条SCSI总线最多15块磁盘，为了15块磁盘，使用两个RAID控制器有点不值。</p>
<p>下图为一个机头，它带有一个扩展磁盘接口以及两个控制器。</p>
<p><img src="http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1323506-128ed7fa1ba8cefe.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" alt="image.png"></p>
<p>然后使用这个机头连接JBOD扩展柜</p>
<p><img src="http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1323506-cd6739cd9108e529.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" alt="image.png"><br>总结一下：</p>
<blockquote>
<p><strong>机头</strong>：带有控制器的磁盘柜，就像是火车的机头一样，是提供动力的，机头也可以有磁盘。<br><strong>扩展柜</strong>：用于扩展容量的JBOD，就如同车厢，没有动力，但是需要有基本的供电和冷却系统。</p>
</blockquote>
<h2 id="主机和磁盘阵列本是一家"><a href="#主机和磁盘阵列本是一家" class="headerlink" title="主机和磁盘阵列本是一家"></a>主机和磁盘阵列本是一家</h2><h3 id="盘阵控制器的主机化"><a href="#盘阵控制器的主机化" class="headerlink" title="盘阵控制器的主机化"></a>盘阵控制器的主机化</h3><p>可以说<strong>盘阵控制器</strong>本来但是一个简单的主机系统</p>
<p>所以完全可以用一台<strong>服务器</strong>来充当存储系统的控制器。</p>
<p>插入几张SCSI卡作为前端接口卡，若干SCSI卡作为后端连接磁盘箱的接口卡,然后设计软件从/向后端读写数据，经过处理或者虚拟化后，传送给前端的主机服务器。</p>
<p>目前有两种趋势：</p>
<ul>
<li>主机充当控制器</li>
<li>高集成度的芯片作为控制器的核心</li>
</ul>
<h3 id="盘阵类型"><a href="#盘阵类型" class="headerlink" title="盘阵类型"></a>盘阵类型</h3><p>按照前端-后端接口分，有</p>
<ul>
<li>SCSI-FC盘阵：前端是FC接口的盘阵，后端是SCSI磁盘</li>
<li>FC-FC盘阵</li>
<li>SATA-FC盘阵</li>
<li>SCSI-SCSI盘阵</li>
</ul>
<p>后面会讲到FC-FC盘阵，这是目前高端盘阵所采用的架构。</p>
<h2 id="SAN（Storage-area-network）"><a href="#SAN（Storage-area-network）" class="headerlink" title="SAN（Storage area network）"></a>SAN（Storage area network）</h2><p>RAID 控制器相当与路由器，也就是协议转换器。</p>
<blockquote>
<p><code>SAN，存储区域网</code>： 将磁盘放到主机外部，存储设备和主机之间形成了一个独立的网络</p>
</blockquote>
<p><img src="http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1323506-b8ef4f1af760ab7d.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" alt="image.png"></p>

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